化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動(dòng)端訪問更便捷
今日焦點(diǎn) Today's Focus
查看更多+-
干貨滿滿！“紅外熱像技術(shù)在石化行業(yè)氣體檢測(cè)中的創(chuàng)新與應(yīng)用”線上會(huì)議報(bào)名開啟
2025年5月28日14:00，化工儀器網(wǎng)聯(lián)合燧石技術(shù)([詳細(xì)]
超快充水系鋅離子電池研究新突破
2024年06月17日 11:03:48
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：8144
武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)與合作者提出了一種基于鋅離子介導(dǎo)催化作用實(shí)現(xiàn)超快充電池的新機(jī)制，研制出超高功率、本質(zhì)安全的水系鋅離子電池，這為下一代超快充電池開發(fā)應(yīng)用提供了新的理論基礎(chǔ)和技術(shù)路徑。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮娜找嬖鲩L，開發(fā)高性能、低成本、環(huán)境友好的儲(chǔ)能技術(shù)成為科技領(lǐng)域的迫切任務(wù)。水系鋅離子電池作為鋰離子電池的重要替代品，憑借其資源豐富、成本低廉、安全性高等優(yōu)勢(shì)，近年來受到科研界的廣泛關(guān)注。然而，如何提高其充電速度并保持電池穩(wěn)定性，一直是制約其商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵難題。
近日，我國在超快充水系鋅離子電池領(lǐng)域取得了重大研究進(jìn)展——武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)與合作者提出了一種基于鋅離子介導(dǎo)催化作用實(shí)現(xiàn)超快充電池的新機(jī)制，研制出超高功率、本質(zhì)安全的水系鋅離子電池，這為下一代超快充電池開發(fā)應(yīng)用提供了新的理論基礎(chǔ)和技術(shù)路徑。
據(jù)了解，這項(xiàng)研究成果已經(jīng)發(fā)表在國際頂級(jí)期刊《自然·催化》上，標(biāo)志著武漢理工大學(xué)在新能源材料與器件研究領(lǐng)域的又一次重大貢獻(xiàn)。麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)與新西蘭奧克蘭大學(xué)、美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室以及浙江大學(xué)的合作研究者共同完成了這一創(chuàng)新性的研究。
水系鋅離子電池，作為一種以水作為電解液的新型儲(chǔ)能技術(shù)，具有安全、快充、成本低廉和環(huán)境友好等顯著優(yōu)勢(shì)。然而，傳統(tǒng)離子穿梭模型反應(yīng)速率受限于菲克第二定律的極限，難以實(shí)現(xiàn)倍率性能的突破，這一直是制約水系鋅離子電池進(jìn)一步發(fā)展的國際難題。
麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一難題，創(chuàng)新性提出了離子介導(dǎo)催化存儲(chǔ)理論。他們發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)控電極材料和電解液中的陽離子對(duì)溶劑鞘層水的吸附，可以顯著影響水裂解的反應(yīng)速率和產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)超傳統(tǒng)電池反應(yīng)速率的快充性能。這一發(fā)現(xiàn)不僅合理解釋了水系鋅離子電池的快充性能反常，也為未來電池技術(shù)的創(chuàng)新提供了新的思路。
基于這一新機(jī)制，麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)通過三維多孔石墨烯氣凝膠限域氮化釩納米簇的設(shè)計(jì)，成功實(shí)現(xiàn)了催化模型預(yù)測(cè)的超快充和超高倍率性能。在實(shí)驗(yàn)中，該水系鋅離子電池在300A/g的高電流密度下，電池比容量達(dá)到了577.1mAh/g，這一性能表現(xiàn)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)電池，標(biāo)志著超快充水系鋅離子電池研究取得了重大進(jìn)展。
業(yè)內(nèi)專家表示，麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)的研究成果不僅為電池快充技術(shù)提供了新的理論依據(jù)，也為促進(jìn)材料科學(xué)、電化學(xué)、儲(chǔ)能科學(xué)、能源轉(zhuǎn)化科學(xué)的交叉融合提供了新的研究范式。這一突破性的進(jìn)展有望推動(dòng)水系鋅離子電池在電動(dòng)汽車、智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)我國“雙碳”目標(biāo)提供重要支撐。
隨著全球?qū)η鍧嵞茉春涂沙掷m(xù)發(fā)展的高度關(guān)注，新型儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用已成為各國競相爭奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)在超快充水系鋅離子電池新機(jī)制研究方面的突破，無疑為我國在全球新能源領(lǐng)域的競爭中贏得了重要先機(jī)。我們有理由相信，在不久的將來，這一研究成果將在實(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)出更大的價(jià)值和潛力。
(資料來源：科技日?qǐng)?bào))
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
以溫控科技助推鋰電行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展 廈門宇電精彩亮相CIBF2025
廈門宇電自動(dòng)化科技有限公司攜帶其高品質(zhì)、高性能的系列溫控產(chǎn)品，精彩亮相第十七屆深圳國際電池技術(shù)交流會(huì)/展覽會(huì)（CIBF2025）。2025-05-21 16:31:32 -
開啟能源新視界，引領(lǐng)電池新未來 CIBF2025盛大開幕
2025年5月15日，第十七屆深圳國際電池技術(shù)交流會(huì)/展覽會(huì)(CIBF2025深圳電池展)在深圳國際會(huì)展中心盛大舉辦，展出面積達(dá) ...2025-05-15 11:19:08 -
直擊全球新能源技術(shù)策源地！化工儀器網(wǎng)邀您云端共赴CIBF2025深圳電池展
作為CIBF2025展會(huì)官方合作媒體，化工儀器網(wǎng)將全程深度參與，通過3場(chǎng)沉浸式逛展直播 4大企業(yè)專訪，化工儀器網(wǎng)、視頻號(hào)同步直播，...2025-05-14 16:06:48 -
全球新能源電池風(fēng)向標(biāo)再臨深圳 CIBF2025明日啟幕
第十七屆深圳國際電池技術(shù)交流會(huì)/展覽會(huì)（CIBF2025）將于2025年5月15日在深圳國際會(huì)展中心寶安館開幕，以“技術(shù)主權(quán) 開放...2025-05-14 14:42:23 -
優(yōu)化廢鉛蓄電池跨省轉(zhuǎn)移管理試點(diǎn)單位清單（第二批）公布
生態(tài)環(huán)境部根據(jù)省級(jí)生態(tài)環(huán)境部門報(bào)送的試點(diǎn)單位情況，經(jīng)審核，生態(tài)環(huán)境部建立了優(yōu)化廢鉛蓄電池跨省轉(zhuǎn)移管理試點(diǎn)單位清單（第二批），現(xiàn)予印...2025-04-21 14:47:40 -
穩(wěn)定循環(huán)兩千次 水性電池能否推動(dòng)電動(dòng)汽車等領(lǐng)域發(fā)展
水性電池是以水溶液為電解質(zhì)的電池技術(shù)，與傳統(tǒng)的有機(jī)電解質(zhì)電池相比，在安全性、成本及環(huán)境友好性上有突出表現(xiàn)，因此成為了近年來研究的熱...2025-04-17 17:23:28
版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
